一项新研究表明，老年时期保留过去生活经历的能力是由突触的质量而非数量来决定的。
阿拉巴马大学伯明翰分校
8月7日消息
在人的一生中，记忆力会不同程度地减退，剥夺了老年人回忆个人经历的能力。长期以来，人们一直认为，这种渐进且几乎不可避免的过程是大自然在大脑神经元老化过程中移除树突棘（Dendritic spines，突触的关键组成部分）的结果。
由阿拉巴马大学伯明翰分校（University of Alabama at Birmingham，UAB）和伊利诺伊州芝加哥拉什大学（Rush University）医学中心的研究人员领导并在《科学进展》（Science Advances）杂志上发表的一项研究现在提供证据表明，老年时期保留过去生活经历的能力是由突触的质量而非数量来决定的。
研究于2024年8月7日发表在《Science Advances》（最新影响因子：11.7）杂志上
“这是一个突破性的发现，”阿拉巴马大学伯明翰分校神经病学系的副教授、该研究的通讯作者 Jeremy Herskowitz 博士说，“ 35 年来，主流观念一直认为记忆力下降主要是由树突棘的丧失引起的。从 40 岁到 85 岁，树突棘和突触的自然丧失是完全正常的。这种自然丧失会导致我们所有人在衰老过程中感到认知能力下降。然而，我们证明，尽管存在突触丧失，但剩余的突触可以弥补这种丧失。”
Herskowitz 说，这具有巨大的意义。“即使在 80 岁、90 岁或 95 岁的老年人中，突触形成仍然具有足够的可塑性来保留记忆。这意味着，如果你正在衰老或由于阿尔茨海默病失智症而出现记忆力下降，那么重塑树突棘和突触的疗法可能会极大地促进记忆力。”
这项研究得到了拉什大学宗教秩序研究和拉什记忆与衰老项目（ROSMAP）的支持。ROSMAP 项目招募了 65 岁或以上的天主教修女、神父和修士，他们在纳入研究时没有已知的失智症。参与者每年接受医疗和心理评估，并同意在死后捐赠大脑。
Herskowitz 及其同事研究了来自 128 名 ROSMAP 参与者的死后大脑样本。这些参与者在死亡时的平均年龄为 90.5 岁，具有不同的认知表现评分和与阿尔茨海默病相关的神经病理学。他们每年都接受了情景记忆、视觉空间能力/感知定向、感知速度、语义记忆和工作记忆等方面的认知测试。研究包括从每个大脑中提取的两个样本，一个来自对长期记忆至关重要的颞叶皮层，另一个来自前额叶前运动皮层。
在对大脑样本进行染色、拍摄薄片并构建 2,157 个神经元上 55,521 个单独树突棘的三维数字重建后，研究人员使用了两种统计方法，其中一种采用了创新的机器学习技术，以查看 16 种不同的树突棘形态测量值是否与 17 种不同的脑功能、年龄和阿尔茨海默病神经病理学测量值中的任何一种相关。其中一项脑功能测量是情景记忆——即回忆日常事件和过去个人经历的能力。
对于来自颞叶皮层的神经元，研究人员发现，树突棘头直径（而非树突棘的数量）在包含 β-淀粉样斑块评分、神经原纤维缠结病理学和性别的模型中提高了对情景记忆的预测能力。较大的棘头直径与更好的情景记忆表现相关，支持了新兴假说，即在颞叶皮层中，对于老年记忆而言，突触强度比突触数量更为关键。
“靶向维持棘头直径或突触强度的通路，而不是维持或产生新棘或突触的通路，可能为阿尔茨海默病临床前阶段的老年人带来更大的治疗益处，” Herskowitz 说。
树突是神经元体上的一种分支延伸，它从其他神经元接收冲动。每个树突上可以有数千个被称为棘的小突起。每个棘的头部可以形成一个接触点，称为突触，以接收来自另一个神经元轴突发送的冲动。在形成新突触的过程中，树突棘可以快速改变形状或体积，这是脑可塑性过程的一部分。创建或消除突触是脑功能的基本机制。
Herskowitz 说，收集数万个树突棘的测量数据花费了两年半的时间。这项艰巨的工作始于 2019 年，并一直持续到 COVID-19 大流行期间，阿拉巴马大学伯明翰分校的研究人员在疫情限制下进行了这项工作。
该研究论文《树突棘头直径可预测老年人的情景记忆表现》（Dendritic spine head diameter predicts episodic memory performance in older adults）的共同第一作者为阿拉巴马大学伯明翰分校神经病学系的 Courtney K. Walker 和 Evan Liu。
创立于1969年的阿拉巴马大学伯明翰分校
参考文献
Source：University of Alabama at Birmingham
Memory loss in aging and dementia: Dendritic spine head diameter predicts memory in old age
Reference：
Courtney K. Walker et al. ,Dendritic spine head diameter predicts episodic memory performance in older adults.Sci. Adv.10,eadn5181(2024).DOI:10.1126/sciadv.adn5181
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原文标题 : 衰老和失智症中的记忆丧失：树突棘头直径可预测老年记忆能力
